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DE102006038643B4 - Microlithographic projection exposure apparatus and microlithographic exposure method - Google Patents

Microlithographic projection exposure apparatus and microlithographic exposure method Download PDF

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DE102006038643B4
DE102006038643B4 DE200610038643 DE102006038643A DE102006038643B4 DE 102006038643 B4 DE102006038643 B4 DE 102006038643B4 DE 200610038643 DE200610038643 DE 200610038643 DE 102006038643 A DE102006038643 A DE 102006038643A DE 102006038643 B4 DE102006038643 B4 DE 102006038643B4
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Abstract

Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, mit
• einer Pulslichtquelle (110, 210) zur Erzeugung von Pulslicht;
• einer Beleuchtungseinrichtung (130, 230); und
• einem Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung (130, 230) eine Objektebene des Projektionsobjektivs beleuchtet und wobei die Objektebene mittels des Projektionsobjektivs in eine Bildebene des Projektionsobjektivs abgebildet wird;
• wobei zwischen der Pulslichtquelle (110, 210) und der Beleuchtungseinrichtung (130, 230) wenigstens ein photoelastischer Modulator (120, 220) angeordnet ist.Microlithographic projection exposure machine, with
A pulse light source (110, 210) for generating pulse light;
• a lighting device (130, 230); and
A projection lens, wherein the illumination device illuminates an object plane of the projection objective and wherein the object plane is imaged by the projection objective into an image plane of the projection objective;
Wherein between the pulsed light source (110, 210) and the illumination device (130, 230) at least one photoelastic modulator (120, 220) is arranged.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mikrolithographisches Belichtungsverfahren.The The invention relates to a microlithographic projection exposure apparatus and a microlithographic exposure method.

Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlagen werden zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Eine solche Projektionsbelichtungsanlage weist eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv auf. Im Mikrolithographieprozess wird das Bild einer mit Hilfe der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z. B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. microlithographic Projection exposure equipment is becoming more microstructured for fabrication Components, such as integrated circuits or LCD's applied. A Such projection exposure apparatus has a lighting device and a projection lens. In the microlithography process is the image of one illuminated by means of the illumination device Mask (= reticle) by means of the projection lens on a with a photosensitive layer (photoresist) coated and in the Image plane of the projection lens arranged substrate (eg. a silicon wafer) projected to the mask structure on the photosensitive Transfer coating of the substrate.

In der Beleuchtungseinrichtung ist für manche Anwendungen die Erzeugung von möglichst unpolarisiertem Licht erwünscht, wozu es erforderlich ist, das von der Laserquelle ausgehende linear polarisierte Licht zu depolarisieren.In The lighting device is the generation for some applications from as possible unpolarized light desired, what is required is the linear output from the laser source depolarize polarized light.

Aus DE 199 21 795 A1 ist es hierzu bekannt, in einem Beleuchtungsstrahlengang einer Projektionsbelichtungsanlage zur Erzeugung unpolarisierter Strahlung ein rotierendes, die Polarisation änderndes Element in Form einer Lambda/2-Platte an zuordnen, wobei die einzelnen Pulse des als Lichtquelle verwendeten Lasers so mit der Drehbewegung der Lambda/2-Platte synchronisiert werden, dass die Lambda/2-Platte sich von Puls zu Puls um 45° weiterdreht und somit sich die Pulse nach der Lambda/2-Platte paarweise in ihrer Polarisationswirkung aufheben.Out DE 199 21 795 A1 For this purpose, it is known to associate in a illumination beam path of a projection exposure apparatus for generating unpolarized radiation a rotating polarization-changing element in the form of a lambda / 2 plate, wherein the individual pulses of the laser used as the light source are thus combined with the rotational movement of lambda / 2. Be synchronized plate that the lambda / 2 plate continues to rotate by 45 ° from pulse to pulse and thus cancel the pulses after the lambda / 2 plate in pairs in their polarization effect.

Aus US 2006/0055909 A1 ist bekannt, aus Licht einer linear polarisierten Lichtquelle im zeitlichen Mittel unpolarisiertes Licht herzustellen. Dazu werden auch Polarisationsrotatoren eingesetzt, die beispielsweise auf einer mechanischen Rotation einer Lambda/2-Platte oder auf dem Pockels-, Kerr- oder Faraday-Effekt beruhen.Out US 2006/0055909 A1 It is known to produce unpolarized light from the light of a linearly polarized light source on average over time. For this purpose, polarization rotators are also used which are based for example on a mechanical rotation of a lambda / 2 plate or on the Pockels, Kerr or Faraday effect.

Aus US 2004/0262500 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur bildaufgelösten Polarimetrie eines von einer gepulsten Strahlungsquelle (z. B. einem Excimerlaser) erzeugten Strahlenbüschels z. B. einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage bekannt, wobei zwei zu unterschiedlichen Schwingungsfrequenzen angeregte photoelastische Modulatoren (PEEM) sowie ein Polarisationselement z. B. in Form eines Polarisationsstrahlteilers im Strahlengang platziert werden, die Strahlungsquelle zum Aussenden von Strahlungspulsen in Abhängigkeit vom Schwingungszustand des ersten und/oder des zweiten PEMs angesteuert wird und die von dem Polarisationselement kommende Strahlung mittels eines Detektors bildaufgelöst detektiert wird.Out US 2004/0262500 A1 are a method and apparatus for image resolved polarimetry of a beam generated by a pulsed radiation source (eg, an excimer laser), e.g. B. a microlithographic projection exposure apparatus, wherein two excited to different vibration frequencies photoelastic modulators (PEEM) and a polarizing element z. B. in the form of a polarization beam splitter in the beam path are placed, the radiation source for emitting radiation pulses in response to the vibration state of the first and / or the second PEM is driven and the radiation coming from the polarization element is detected image resolved by means of a detector.

Bei den oben genannten photoelastischen Modulatoren (PEM) handelt es sich um optische Komponenten, die derart aus einem Material hergestellt sind, welches Spannungsdoppelbrechung (SDB) zeigt, dass eine Anregung des PEM zu akustischen Schwingungen zu einer periodisch wechselnden mechanischen Spannung und somit zu einer zeitlich variierenden Verzögerung führt. Mit „Verzögerung" wird die Differenz der optischen Wege zweier orthogonaler (senkrecht zueinander stehender) Polarisationszustände bezeichnet. Derartige photoelastische Modulatoren (PEM) sind im Stand der Technik, z. B. US 5,886,810 A1 oder US 5,744,721 A1 hinlänglich bekannt und werden für den Einsatz bei Wellenlängen des sichtbaren Lichts bis hin zum VUV-Bereich (ca. 130 nm) z. B. von der Firma Hinds Instruments Inc., Hillsboro, Oregon (USA) hergestellt und vertrieben.The above-mentioned photoelastic modulators (PEM) are optical components made of a material that exhibits stress birefringence (SDB) such that excitation of the PEM to acoustic vibrations results in periodically alternating mechanical stress and thus in time varying delay leads. "Delay" refers to the difference in the optical paths of two orthogonal (perpendicular to each other) polarization states. Such photoelastic modulators (PEMs) are known in the art, eg. US 5,886,810 A1 or US 5,744,721 A1 are well known and are suitable for use at wavelengths of visible light up to the VUV range (about 130 nm) z. Manufactured and sold by Hinds Instruments Inc., Hillsboro, Oregon (USA).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mikrolithographisches Belichtungsverfahren bereitzustellen, mittels der bzw. durch das ohne Notwendigkeit beweglicher, insbesondere rotierender optischer Komponenten eine pulsaufgelöste Modulation des Polarisationszustandes erreicht werden kann.task The present invention is a microlithographic projection exposure apparatus and to provide a microlithographic exposure method, by means of or by the needlessly movable, in particular rotating optical components a pulse-resolved modulation of the polarization state can be achieved.

Eine erfindungsgemäße mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage umfasst:

  • – eine Pulslichtquelle zur Erzeugung von Pulslicht;
  • – eine Beleuchtungseinrichtung; und
  • – ein Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine Objektebene des Projektionsobjektivs beleuchtet und wobei die Objektebene mittels des Projektionsobjektivs in eine Bildebene des Projektionsobjektivs abgebildet wird;
  • – wobei zwischen der Pulslichtquelle und der Beleuchtungseinrichtung wenigstens ein photoelastischer Modulator angeordnet ist.
A microlithographic projection exposure apparatus according to the invention comprises:
  • A pulse light source for generating pulse light;
  • A lighting device; and
  • A projection lens, wherein the illumination device illuminates an object plane of the projection objective, and wherein the object plane is imaged by means of the projection objective into an image plane of the projection objective;
  • - Wherein at least one photoelastic modulator is arranged between the pulsed light source and the illumination device.

Der photoelastische Modulator kann in für sich bekannter Weise durch geeignete (z. B. akustische) Anregung einer zeitlich variierenden Verzögerung unterworfen werden, welche wiederum mit dem Pulslicht zeitlich korreliert werden kann, so dass einzelne (z. B. aufeinanderfolgende) Pulse des Pulslichtes jeweils einer definierten Verzögerung und damit einer definierten Veränderung ihres Polarisationszustandes unterworfen werden, wobei diese Veränderung auch für einzelne Pulse unterschiedlich sein kann. Dabei werden durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines photoelastischen Modulators zur Erzeugung dieser pulsaufgelösten Variation des Polarisationszustandes bewegliche (insbesondere rotierende) optische Komponenten vermieden, wodurch insbesondere auch eine in solche Komponenten infolge z. B. auftretender Fliehkräfte induzierte Spannungsdoppelbrechung und eine damit einhergehende unerwünschte Beeinflussung der Polarisationsverteilung vermieden wird.The photoelastic modulator can be subjected in a manner known per se by suitable (eg acoustic) excitation to a time-varying delay, which in turn can be temporally correlated with the pulse light, so that individual (eg consecutive) pulses of the pulse light respectively be subjected to a defined delay and thus a defined change in their polarization state, this change may also be different for individual pulses. This is due to the inventive use of a photoelastic modulator for He generating this pulse-resolved variation of the polarization state movable (in particular rotating) optical components avoided, which in particular also results in such components due z. B. occurring centrifugal induced stress birefringence and an associated undesirable influence on the polarization distribution is avoided.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann beispielsweise die o. g. zeitliche Korrelation derart erfolgen, dass sich zwei aufeinanderfolgende Pulse des Pulslichtes nach Austritt aus dem photoelastischen Modulator in ihrer Polarisationswirkung gegenseitig aufheben, bzw. bei Austritt aus dem photoelastischen Modulator in ihrer Polarisationsrichtung orthogonal zueinander orientiert sind, um im Ergebnis unpolarisiertes Licht in der Beleuchtungseinrichtung zu erzeugen.According to one preferred embodiment for example, the o. g. temporal correlation done in such a way that two consecutive pulses of the pulse light after exit from the photoelastic modulator in their polarization effect mutually cancel, or at the exit from the photoelastic modulator in their polarization direction are orthogonal to each other, as a result unpolarized light in the lighting device to create.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Beleuchtungseinrichtung ferner ein polarisationsbeeinflussendes optisches Element angeordnet.According to one preferred embodiment in the lighting device also a polarisationsbeeinflussendes arranged optical element.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung ist unter einem polarisationsbeeinflussenden optischen Element grundsätzlich jedes Element zu verstehen, das die Eigenschaft hat, einen Eingangspolarisationszustand von Licht, welches auf dieses Element trifft, in einen anderen Polarisationszustand umzuwandeln, sei es durch Drehung der Polarisationsvorzugsrichtung des Lichtes, Ausfilterung der Lichtkomponente eines bestimmten Polarisationszustandes oder Umwandlung eines ersten Polarisationszustandes in einen zweiten Polarisationszustand. Des Weiteren kann die Änderung des Polarisationszustandes grundsätzlich sowohl in Transmission als auch in Reflexion oder Absorption der Lichtkomponente eines Polarisationszustandes erfolgen.in the The scope of the present application is under a polarization-influencing optical element basically To understand each element that has the property, an input polarization state of light which meets this element, in a different polarization state be it by rotation of the polarization preferred direction the light, filtering out the light component of a particular polarization state or Conversion of a first state of polarization into a second state Polarization state. Furthermore, the change of the polarization state can basically be both in transmission as well as in reflection or absorption of the light component a polarization state take place.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist dieses polarisationsbeeinflussende optische Element vier Polarisatorelemente auf, die in Umfangsrichtung um eine optische Achse der Beleuchtungseinrichtung um 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind, wobei zwei einander gegenüberliegende Polarisatorelemente für Licht einer ersten Polarisationsrichtung durchlässig sind und die übrigen beiden Polarisatorelemente für Licht einer zweiten, hierzu senkrechten Polarisationsrichtung durchlässig sind.According to one preferred embodiment this polarization-influencing optical element four polarizer elements in the circumferential direction about an optical axis of the illumination device 90 ° against each other are arranged offset, with two opposing one another Polarizer elements for Light of a first polarization direction are permeable and the other two Polarizer elements for Light of a second, perpendicular thereto polarization direction are permeable.

Mittels eines derartigen polarisationsbeeinflussenden optischen Elementes kann in Verbindung mit einem gemäß der oben beschriebenen Weise durchgeführten, pulsaufgelösten Wechsel der Polarisationsrichtung zwischen einem in vertikaler Richtung polarisierten, horizontalen Beleuchtungssetting und einem in horizontaler Richtung polarisierten, vertikalen Beleuchtungssetting gewechselt werden, so dass ohne bewegliche Teile und in schneller Folge zwischen einem für vertikale Strukturen optimierten Beleuchtungssetting und einem für horizontale Strukturen optimierten Beleuchtungssetting umgeschaltet werden kann.through such a polarization-influencing optical element can be used in conjunction with one according to the above described way, pulse resolution Change of the polarization direction between one in the vertical direction polarized, horizontal lighting setting and one in horizontal Direction polarized, vertical lighting settings changed be so without moving parts and in quick succession between one for vertical structures optimized lighting settings and one for horizontal Structures optimized lighting setting can be switched.

Das polarisationsbeeinflussende optische Element ist bevorzugt in einer Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung angeordnet.The polarization-influencing optical element is preferably in one Pupil level of the lighting device arranged.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei diesem polarisationsbeeinflussenden optischen Element um ein Polarisationsfilter.According to one preferred embodiment it is in this polarization-influencing optical element around a polarizing filter.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein mikrolithographisches Belichtungsverfahren, bei welchem mit tels einer Pulslichtquelle erzeugtes Pulslicht einer Beleuchtungseinrichtung einer Projektionsbelichtungsanlage zugeführt wird, wobei Pulse des Pulslichtes vor Eintritt in die Beleuchtungseinrichtung jeweils definierten Änderungen ihres Polarisationszustandes ausgesetzt werden, wobei diese Änderungen des Polarisationszustandes mittels wenigstens eines im Strahlengang des Pulslichtes angeordneten photoelastischen Modulators erfolgen.According to one In another aspect, the invention also relates to a microlithographic Exposure method in which generated by means of a pulsed light source Pulse light of a lighting device of a projection exposure system supplied is, wherein pulses of the pulse light before entering the illumination device each defined changes their polarization state, these changes the polarization state by means of at least one in the beam path the pulse light arranged photoelastic modulator take place.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines photoelastischen Modulators in einer mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage zur definierten, pulsaufgelösten Änderung des Polarisationszustandes von durch die Projektionsbelichtungsanlage hindurch tretenden Lichtes.According to one In another aspect, the invention also relates to the use of a photoelastic modulator in a microlithographic projection exposure apparatus to the defined, pulse-resolved change of the polarization state of the projection exposure apparatus passing light.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.Further Embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The Invention is described below with reference to the accompanying drawings illustrated embodiments explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines Teils einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 1 a schematic representation of a portion of a microlithographic projection exposure apparatus according to a first embodiment of the invention;

2 eine schematische Darstellung eines Teils einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; 2 a schematic representation of a portion of a microlithographic projection exposure apparatus according to a second embodiment of the invention;

3 eine schematische Darstellung eines in der Projektionsbelichtungsanlage von 2 eingesetzten polarisationsbeeinflussenden optischen Elementes in Draufsicht; und 3 a schematic representation of a in the projection exposure of 2 used polarization-influencing optical element in plan view; and

4a, b schematische Darstellungen zur Erläuterung der Wirkung des Elements aus 3 bei Bestrahlung mit Licht unterschiedlicher Polarisationsrichtung. 4a , b are schematic representations for explaining the effect of the element 3 upon irradiation with light of different polarization direction.

1 zeigt zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beeinflussung der Polarisationsverteilung in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage gemäß einer ersten Ausführungsform zunächst eine Pulslichtquelle 110, welche polarisiertes Licht erzeugt. Die Pulslichtquelle 110 ist typischerweise ein Excimerlaser, z. B. ein ArF-Laser mit einer Arbeitswellenlänge von 193 nm. In der in 1 in Pfeilrichtung verlaufenden Lichtausbreitungsrichtung nach der Pulslichtquelle 110 befindet sich ein photoelastischer Modulator (PEM) 120 sowie diesem in Lichtausbreitungsrichtung nachgeordnet eine Beleuchtungseinrichtung 130 einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage. 1 shows a pulse light source to explain the inventive device for influencing the polarization distribution in a microlithographic projection exposure apparatus according to a first embodiment, first 110 which generates polarized light. The pulsed light source 110 is typically an excimer laser, e.g. B. an ArF laser with a working wavelength of 193 nm. In the in 1 in the direction of the arrow extending light propagation direction of the pulse light source 110 there is a photoelastic modulator (PEM) 120 as well as this in the light propagation direction downstream of a lighting device 130 a microlithographic projection exposure apparatus.

Der PEM 120 wird in für sich bekannter Weise über eine Anregungseinheit 140 zu akustischen Schwingungen angeregt, sodass sich in dem PEM 120 eine mit einer Modulationsfrequenz zeitlich variierende Verzögerung ausbildet, wobei diese Modulationsfrequenz von der mechanischen Dimensionierung des PEM's abhängig ist und typischerweise im Bereich von einigen 10 kHz liegt. In 1 wird nun angenommen, dass die Druckrichtung bzw. die Schwingungsrichtung in einem Winkel von 45° in Bezug auf die Polarisationsrichtung des von der Pulslichtquelle 110 ausgesandten und auf den PEM 120 auftreffenden Laserlichtes angeordnet ist. Die Anregung des PEM 120 durch die Anregungseinheit 140 wird mit der Emission der Pulslichtquelle 110 durch eine geeignete Triggerelektronik korreliert.The PEM 120 is in a known manner via an excitation unit 140 excited to acoustic vibrations, so that in the PEM 120 forms a time varying delay with a modulation frequency, this modulation frequency is dependent on the mechanical dimensioning of the PEM's and is typically in the range of a few 10 kHz. In 1 It is now assumed that the printing direction and the vibration direction are at an angle of 45 ° with respect to the polarization direction of the pulse light source 110 sent out and on the PEM 120 incident laser light is arranged. The suggestion of the PEM 120 through the excitation unit 140 comes with the emission of the pulsed light source 110 correlated by a suitable trigger electronics.

Von der Pulslichtquelle 110 wird nun ein erster Puls zu einem Zeitpunkt erzeugt, zu dem die Verzögerung in dem PEM 120 gerade Null beträgt. Ein zweiter Puls wird von der Pulslichtquelle 110 zu einem Zeitpunkt erzeugt, zu dem die Verzögerung in dem PEM 120 die Hälfte der Arbeitswellenlänge, also λ/2, beträgt. Auf diesen zweiten Puls wirkt der PEM 120 somit als Lambda/2-Platte, so dass die Polarisationsrichtung des zweiten Lichtpulses bei Austritt aus dem PEM 120 gegenüber seiner Polarisationsrichtung bei Eintritt in den PEM 120 um 90° gedreht ist. Da der PEM 120 mit einer Frequenz von einigen 10 kHz betrieben wird und somit die Periodendauer der angeregten Schwingung des PEM 120 groß im Vergleich zur Pulsdauer (ca. 10 Nanosekunden) der Pulslichtquelle 110 ist, wirkt auf das Licht der Pulslichtquelle 110 in dem PEM 120 während der Pulsdauer eine quasi-statische Verzögerung.From the pulse light source 110 Now, a first pulse is generated at a time when the delay in the PEM 120 is just zero. A second pulse is from the pulsed light source 110 generated at a time when the delay in the PEM 120 Half the working wavelength, ie λ / 2, is. The PEM acts on this second pulse 120 Thus, as a lambda / 2 plate, so that the polarization direction of the second light pulse at the exit from the PEM 120 opposite to its direction of polarization upon entry into the PEM 120 rotated by 90 °. Because the PEM 120 is operated at a frequency of some 10 kHz and thus the period of the excited oscillation of the PEM 120 large compared to the pulse duration (about 10 nanoseconds) of the pulsed light source 110 is, acts on the light of the pulsed light source 110 in the PEM 120 during the pulse duration a quasi-static delay.

Da die beiden zuvor beschriebenen Pulse bei Austritt aus dem PEM 120 in ihrer Polarisationsrichtung orthogonal zueinander orientiert sind, heben sie sich nach Austritt aus dem PEM 120 bzw. bei Eintritt in die Beleuchtungseinrichtung 130 paarweise in ihrer Polarisationswirkung auf. Infolgedessen ergibt sich durch die Überlagerung in der Beleuchtungseinrichtung unpolarisiertes Licht.Since the two pulses described above escape from the PEM 120 are oriented orthogonal to each other in their polarization direction, they rise after exiting the PEM 120 or when entering the lighting device 130 in pairs in their polarization effect. As a result, unpolarized light results from the superimposition in the illumination device.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Anregung des PEM 120 durch die Anregungseinheit 140 mit der Emission der Pulslichtquelle 110 so korreliert, dass ein erster Puls den PEM 120 zu einem Zeitpunkt durchläuft, zu dem die Verzögerung in dem PEM ein Viertel der Arbeitswellenlänge, also λ/4, beträgt (was z. B. zu linkszirkular polarisiertem Licht führt), und ein zweiter Puls wird von der Pulslichtquelle 110 zu einem Zeitpunkt erzeugt, zu dem die Verzögerung in dem PEM 120 von gleichem Betrag und entgegengesetztem Vorzeichen ist, also –λ/4 beträgt (was dann zu rechtszirkular polarisiertem Licht führt), oder umgekehrt. Die Überlagerung einer Vielzahl solcher Paare von Lichtpulsen ergibt somit bei Austritt aus dem PEM 120 bzw. Eintritt in die Beleuchtungseinrichtung 130 ebenfalls unpolarisiertes Licht.According to another embodiment, the excitation of the PEM 120 through the excitation unit 140 with the emission of the pulsed light source 110 so correlates that a first pulse the PEM 120 at a time when the delay in the PEM is one fourth of the operating wavelength, ie, λ / 4 (resulting, for example, in left circularly polarized light), and a second pulse is from the pulsed light source 110 generated at a time when the delay in the PEM 120 of equal magnitude and opposite sign, that is, -λ / 4 (which then leads to right circularly polarized light), or vice versa. The superposition of a plurality of such pairs of light pulses thus results when exiting the PEM 120 or entry into the lighting device 130 also unpolarized light.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei zu 1 im Wesentlichen funktionsgleiche Teile mit um 100 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Gemäß 2 befindet sich in einer Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung 230 ein polarisationsbeeinflussendes optisches Element 232, dessen Aufbau anhand von 3 näher erläutert wird. 2 shows a further embodiment of the invention, wherein 1 essentially functionally identical parts with 100 are designated by reference numerals. According to 2 is located in a pupil plane of the illumination device 230 a polarization-influencing optical element 232 whose construction is based on 3 is explained in more detail.

Das polarisationsbeeinflussende optische Element 232 weist eine Anordnung aus vier Polarisatorelementen 233 bis 236 auf, welche in einem lichtundurchlässigen Träger 237 jeweils um 90° versetzt angeordnet sind. Ein derartiges polarisationsbeeinflussendes optisches Element ist z. B. in der offen gelegten Patentanmeldung US 2005/0140958 A1 beschrieben. Die Polarisationsrichtungen bzw. Durchlassrichtungen der einzelnen Polarisatorelemente 233 bis 236 sind in 3 anhand der Doppelpfeile P1 bis P4 bezeichnet. Die Polarisatorelemente 233 bis 236 selbst können in bekannter (in vorstehend genannter US 2005/0140958 A1 beschriebener) Weise aus paarweise aneinander gefügten polarisationsselektiven Strahlteilerschichten aufgebaut sein.The polarization-influencing optical element 232 has an arrangement of four polarizer elements 233 to 236 which is in an opaque carrier 237 each offset by 90 °. Such polarization-influencing optical element is z. B. in the published patent application US 2005/0140958 A1 described. The polarization directions or transmission directions of the individual polarizer elements 233 to 236 are in 3 designated by the double arrows P1 to P4. The polarizer elements 233 to 236 themselves may be known in the art (referred to above US 2005/0140958 A1 described) manner be constructed of paired polarization-selective beam splitter layers.

Wie schematisch in 4a und 4b dargestellt, wird nun mittels der bereits anhand von 1 beschriebenen Methode die Polarisationsrichtung des aus der Pulslichtquelle 210 austretenden Lichtes vor Eintritt in die Beleuchtungseinrichtung 230 so modifiziert, dass die Polarisationsrichtung pulsaufgelöst zwischen der x-Richtung (4a) und der y-Richtung (4b) wechselt. Im erst genannten Falle, d. h. bei Einstellung der Polarisationsrichtung der x-Richtung gemäß 4a, wird durch die Wirkung des polarisationsbeeinflussenden optischen Elementes 232 das so polarisierte Licht nur von den Polarisatorelementen 234 und 236 durchgelassen, wohingegen es von den Polarisatorelementen 233 und 235 blockiert wird. Hingegen wird bei Einstellung der Polarisationsrichtung in y-Richtung gemäß 4b das so polarisierte Licht nur von den Polarisatorelementen 233 und 235 durchgelassen, wohingegen es von den Polarisatorelementen 234 und 236 gesperrt wird.As schematically in 4a and 4b is now shown by means of already using 1 method described the polarization direction of the pulse light source 210 Exiting light before entering the lighting device 230 modified so that the polarization direction is resolved in a pulse-resolved manner between the x-direction ( 4a ) and the y-direction ( 4b ) changes. In the former case, ie when setting the polarization direction of the x-direction according to 4a , is determined by the effect of the polarization-influencing optical element 232 the polarized light only from the polarizer instruments 234 and 236 whereas it is transmitted by the polarizer elements 233 and 235 is blocked. On the other hand, when adjusting the polarization direction in the y direction according to 4b the polarized light only from the polarizer elements 233 and 235 whereas it is transmitted by the polarizer elements 234 and 236 is locked.

Im Ergebnis wechselt bei der anhand von 2 bis 4 beschriebenen Ausführungsform ein in vertikaler Richtung (y-Richtung) polarisiertes, horizontales Beleuchtungssetting pulsaufgelöst mit einem in horizontaler Richtung polarisierten, vertikalen Beleuchtungssetting. Auf diese Weise kann ohne bewegliche Teile und in schneller Folge zwischen einem für vertikale Strukturen optimierten Beleuchtungssetting und einem für horizontale Strukturen optimierten Beleuchtungssetting umgeschaltet werden.The result changes in the basis of 2 to 4 described in the vertical direction (y-direction) polarized, horizontal illumination setting pulse-resolved with a polarized in the horizontal direction, vertical illumination setting. In this way, it is possible to switch over between a lighting setting optimized for vertical structures and an illumination setting optimized for horizontal structures without moving parts and in rapid succession.

Des Weiteren wird ein in der Beleuchtungseinrichtung 230 eingesetztes und in 2 schematisch eingezeichnetes diffraktives optisches Element (DOE) 231 bevorzugt so ausgelegt, dass nur die vier Teilelemente 233 bis 236 in der Pupillenebene ausgeleuchtet werden (sogenanntes Quadrupol-DOE).Furthermore, a in the lighting device 230 used and in 2 schematically drawn diffractive optical element (DOE) 231 preferably designed so that only the four sub-elements 233 to 236 illuminated in the pupil plane (so-called quadrupole DOE).

Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z. B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.If the invention has also been described with reference to specific embodiments, open up for the Skilled in numerous variations and alternative embodiments, z. B. by combination and / or exchange of features of individual embodiments. Accordingly, it is understood by those skilled in the art that such Variations and alternative embodiments are covered by the present invention, and the range the invention only in the sense of the appended claims and their equivalents limited is.

Claims (15)

Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, mit • einer Pulslichtquelle (110, 210) zur Erzeugung von Pulslicht; • einer Beleuchtungseinrichtung (130, 230); und • einem Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung (130, 230) eine Objektebene des Projektionsobjektivs beleuchtet und wobei die Objektebene mittels des Projektionsobjektivs in eine Bildebene des Projektionsobjektivs abgebildet wird; • wobei zwischen der Pulslichtquelle (110, 210) und der Beleuchtungseinrichtung (130, 230) wenigstens ein photoelastischer Modulator (120, 220) angeordnet ist.Microlithographic projection exposure apparatus, with • a pulsed light source ( 110 . 210 ) for generating pulse light; A lighting device ( 130 . 230 ); and a projection lens, wherein the illumination device ( 130 . 230 ) Illuminates an object plane of the projection lens and wherein the object plane is imaged by means of the projection lens in an image plane of the projection lens; Where between the pulsed light source ( 110 . 210 ) and the illumination device ( 130 . 230 ) at least one photoelastic modulator ( 120 . 220 ) is arranged. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anregungseinheit (140, 240) zur Anregung des photoelastischen Modulators (120, 220) mit einer zeitlich variierenden Verzögerung vorgesehen ist, wobei diese zeitlich variierende Verzögerung mit dem Pulslicht zeitlich korreliert ist.Microlithographic projection exposure apparatus according to claim 1, characterized in that an excitation unit ( 140 . 240 ) for excitation of the photoelastic modulator ( 120 . 220 ) is provided with a time-varying delay, this time-varying delay is temporally correlated with the pulse light. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Pulse des Pulslichtes nach Austritt aus dem photoelastischen Modulator (120, 220) jeweils einen definierten Polarisationszustand aufweisen.Microlithographic projection exposure apparatus according to claim 2, characterized in that individual pulses of the pulse light after exiting the photoelastic modulator ( 120 . 220 ) each have a defined polarization state. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Polarisationszustand einzelner Pulse des Pulslichtes nach Austritt aus dem photoelastischen Modulator (120, 220) voneinander verschieden ist.Microlithographic projection exposure apparatus according to claim 3, characterized in that the polarization state of individual pulses of the pulse light after exiting the photoelastic modulator ( 120 . 220 ) is different from each other. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens zwei aufeinanderfolgende Pulse des Pulslichtes nach Austritt aus dem photoelastischen Modulator (120, 220) in ihrer Polarisationswirkung gegenseitig aufheben.Microlithographic projection exposure apparatus according to claim 4, characterized in that at least two successive pulses of the pulsed light after exiting the photoelastic modulator ( 120 . 220 ) cancel each other out in their polarization effect. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Beleuchtungseinrichtung ferner ein polarisationsbeeinflussendes optisches Element (232) angeordnet ist.Microlithographic projection exposure apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that a polarization-influencing optical element (FIG. 232 ) is arranged. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieses polarisationsbeeinflussende optische Element (232) vier Polarisatorelemente (233–236) aufweist, die in Umfangsrichtung um eine optische Achse der Beleuchtungseinrichtung um 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind, wobei zwei einander gegenüberliegende Polarisatorelemente (233, 235) für Licht einer ersten Polarisationsrichtung durchlässig sind und die übrigen beiden Polarisatorelemente (234, 236) für Licht einer zweiten, hierzu senkrechten Polarisationsrichtung durchlässig sind.Microlithographic projection exposure apparatus according to claim 6, characterized in that this polarization-influencing optical element ( 232 ) four polarizer elements ( 233 - 236 ), which are arranged offset in the circumferential direction about an optical axis of the illumination device by 90 ° from each other, wherein two opposing polarizer elements ( 233 . 235 ) are transparent to light of a first polarization direction and the remaining two polarizer elements ( 234 . 236 ) are transparent to light of a second, perpendicular thereto polarization direction. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieses polarisationsbeeinflussende optische Element (232) ein Polarisationsfilter ist.Microlithographic projection exposure apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that this polarization-influencing optical element ( 232 ) is a polarizing filter. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses polarisationsbeeinflussende optische Element (232) in einer Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist.Microlithographic projection exposure apparatus according to one of Claims 6 to 8, characterized in that this polarization-influencing optical element ( 232 ) is arranged in a pupil plane of the illumination device. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Beleuchtungseinrichtung ferner ein diffraktives optisches Element (231) in Lichtausbreitungsrichtung vor dem polarisationsbeeinflussenden optischen Element (232) angeordnet ist, welches derart ausgebildet ist, dass nur diese Polarisatorelemente (233–236) in der Pupillenebene ausgeleuchtet werden.Microlithographic projection exposure apparatus according to any one of claims 7 to 9, characterized in that in the illumination device further comprises a diffractive optical element ( 231 ) in the light propagation direction in front of the polarization-influencing optical element ( 232 ) is arranged, which is designed such that only these polarizer elements ( 233 - 236 ) in the pupil plane be lit up. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulslicht eine Wellenlänge von weniger als 250 nm aufweist.Microlithographic projection exposure machine according to one of the preceding claims, characterized that the pulse light is one wavelength of less than 250 nm. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulslicht eine Wellenlänge von weniger als 200 nm aufweist.Microlithographic projection exposure machine according to one of the preceding claims, characterized that the pulse light is one wavelength of less than 200 nm. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulslicht eine Wellenlänge von weniger als 160 nm aufweist.Microlithographic projection exposure machine according to one of the preceding claims, characterized that the pulse light is one wavelength of less than 160 nm. Mikrolithographisches Belichtungsverfahren, bei welchem mittels einer Pulslichtquelle (110, 210) erzeugtes Pulslicht einer Beleuchtungseinrichtung (130, 230) einer Projektionsbelichtungsanlage zugeführt wird, wobei Pulse des Pulslichtes vor Eintritt in die Beleuchtungseinrichtung (130, 230) jeweils definierten Änderungen ihres Polarisationszustandes ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass diese Änderungen des Polarisationszustandes mittels wenigstens eines im Strahlengang des Pulslichtes angeordneten photoelastischen Modulators (120, 220) erfolgen.Microlithographic exposure method, in which by means of a pulse light source ( 110 . 210 ) generated pulse light of a lighting device ( 130 . 230 ) is supplied to a projection exposure apparatus, wherein pulses of the pulsed light before entering the illumination device ( 130 . 230 ) are each exposed to defined changes in their polarization state, characterized in that these changes in the polarization state by means of at least one arranged in the beam path of the pulse light photoelastic modulator ( 120 . 220 ) respectively. Verwendung eines photoelastischen Modulators (120, 220) in einer mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage zur definierten, pulsaufgelösten Änderung des Polarisationszustandes von durch die Projektionsbelichtungsanlage hindurch tretenden Lichtes.Use of a photoelastic modulator ( 120 . 220 ) in a microlithographic projection exposure apparatus for the defined, pulse-resolved change in the polarization state of light passing through the projection exposure apparatus.
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